【技术实现步骤摘要】
本实专利技术涉及水面上钻孔施工，尤其涉及一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备及施工方法。
技术介绍
1、随着我国交通事业的飞速发展，跨江、跨河大桥的建设规模不断扩大，钢栈桥作为水上施工最常见的施工通道，在跨江、跨河大桥中广泛应用。水上钢栈桥一般采用钢管桩基础，钢管桩的施工方法一般是岸侧搭设栈桥至需要冲击成孔段，悬挑出一跨，使用冲击钻引孔(俗称钓鱼法)。该方法引孔速度较慢，且冲击钻悬挑状态工作时稳定性较差，容易导致冲击钻失稳倾覆，施工安全难以保障。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术的不足，研制一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备及施工方法，可以极大的保障施工安全，解决了钢管桩施工作业面受限的问题，提高水上钢管桩的施工效率。
2、本专利技术解决技术问题的技术方案为：一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，包括浮箱、船舶和锚固装置，所述浮箱和船舶位于水面上，浮箱水平投影为一个突出于船舶的长方形，所述浮箱上布置有旋挖钻，所述旋挖钻位于靠近船舶尾部一侧浮箱上表面中间处，所述浮箱与船舶之间为固定或可拆卸连接；所述锚固装置分别安装在浮箱和船舶上，所述锚固装置能够将浮箱和船舶固定在水面施工作业部位，所述浮箱上安装有导向装置，所述导向装置与浮箱之间为固定或可拆卸连接。
3、作为优选，所述锚固装置包括浮箱锚固桩、液压千斤顶、卷扬机和锚索，所述浮箱在宽度方向的两侧有开口，开口处设置有定位圈；所述浮箱锚固桩上沿纵向间隔开设有定位孔，定位孔上插接有插销；每个所述定位圈下表面分别均衡安装有两个液压
4、作为优选，所述导向装置为双层导向架，所述双层导向架与浮箱之间为固定连接，所述双层导向架焊接在旋挖钻处浮箱侧面；所述双层导向架包括上层导向架、下层导向架和导向块，所述双层导向架内部还点焊安装有钢护筒，所述钢护筒通过牛腿点焊安装；所述导向块在上层导向架和下层导向架上方均衡焊接多个。
5、作为优选，所述浮箱与船舶之间通过多条槽钢连接组成一体化平台，每条槽钢两端分别与浮箱、船舶焊接。
6、作为优选，所述浮箱包含十二个隔仓，沿船舶长度方向设置四排，宽度方向设置三排；所述浮箱的隔仓沿船舶长度方向排列焊接；所述浮箱靠近船舶头部一侧顶部设置有注排水口。
7、作为优选，所述浮箱中心位置布置有钻渣收集箱。
8、一种水上浮箱平台旋挖钻引孔施工方法，使用所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备进行引孔施工作业，包括以下步骤：
9、步骤一：多个浮箱的隔仓运至现场后进行焊接，使多个隔仓连接成为一个整体的浮箱平台，将浮箱与船舶焊接作为旋挖钻的水上引孔施工平台；
10、步骤二：船舶行驶至预定地点后，将浮箱锚固桩穿过定位圈并且下端放入水底，在浮箱锚固桩处于浮箱上方的定位孔中插入插销；液压千斤顶向下拉动定位圈，定位圈下表面与插销接触；然后采用液压千斤顶对浮箱锚固桩向下挤压、分级加载，直至浮箱锚固桩下端锚入水底；同时，在靠近船舶头部一侧，向水中抛出两根锚索，通过卷扬机拉拽锚索，使锚头与河床底部岩层紧固锚接；在靠近船舶尾部一侧，将两根锚索锚在附近已插打钢管桩上，并配合人工测量，使设备精确就位；
11、完成精确定位后，旋挖钻移动至相应工作区域，通过向注排水口中灌水及液压千斤顶将浮箱锚固桩下端锚入水底，保证浮箱平台平衡；待沉降稳定后，再次收紧锚索，对浮箱和船舶一体化平台进行固定；
12、步骤三：测量人员根据交桩坐标采用全站仪确定出钢管桩的中心点位置，采用双层导向架作为钢管桩定位导向，双层导向架安装必须牢固可靠；旋挖钻就位后，下放钢护筒，并用牛腿点焊临时安装在双层导向架上；
13、步骤四：桩孔施工前由测量人员测量出浮箱和船舶一体化平台标高，转换为孔位标高，计算出钻杆长度，调整钻杆垂直度，进行钻孔作业；钻渣卸于钻渣收集箱中，通过钻斗的旋转、削土、提升、卸土反复循环直至成孔，引孔过程中加强复测，避免出现超深或者欠钻的情况；
14、步骤五：当旋挖钻钻至岩面以下五米，经验收合格后，在钢护筒内安装导管，灌注混凝土；采用钢管运输吊装船作为汽车吊停放平台，混凝土罐车通过混凝土运输船运输至平台附近，通过汽车吊采用料斗将混凝土吊运至钢护筒处通过导管进行灌注；
15、混凝土浇筑完成后，采用汽车吊将钢管吊放至已浇筑混凝土的钢护筒内，利用旋挖钻动力头将钢管压入护筒混凝土内，再将钢护筒与双层导向架上的点焊分离，利用旋挖钻动力头将钢护筒旋转提升至孔外；旋挖钻引孔作业完成后，浮箱锚固桩固定不动，待旋挖钻行驶至浮箱靠近中心位置后，拔出浮箱锚固桩，再移至下一桩位重复上述操作进行作业。
16、作为优选，所述步骤一中将浮箱和船舶焊接中，相邻两槽钢之间焊接间距100cm，槽钢与船舶及浮箱的焊缝长度各为30cm，所述槽钢与船舶及浮箱接触面应全部满焊。
17、作为优选，所述步骤四中进行钻孔作业时先用低档慢速钻进，钻进深度达到1m后再调为正常速度；所述旋挖钻采用筒式钻头，长度为1.8m。
18、作为优选，所述步骤二中浮箱锚固桩插入到水底后将插销插入定位圈下方的定位孔中，液压千斤顶向下加载，拉动定位圈带动插销和浮箱锚固桩向下运动，到达液压千斤顶长度极限后，将插销拔出，重新插入定位圈下方的定位孔中，重复此操作对浮箱锚固桩进行分级加载；
19、所述步骤五中上提浮箱锚固桩时，将插销插入定位圈上方的定位孔中，液压千斤顶向上加载，拉动定位圈向上运动，定位圈拉动插销带动浮箱锚固桩向上运动，浮箱锚固桩底部离开水底一段距离后，浮箱和船舶一体化平台驶向下一桩位
20、
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案具有如下优点或有益效果：
21、采用浮箱和船舶一体化平台作为旋挖钻引孔施工平台，解决了钢管桩施工作业面受限的问题，采用旋挖钻可以提高引孔施工效率；
22、通过采用浮箱分仓加水可以保证浮箱和船舶一体化平台在一侧布置旋挖钻后能够将平台调平，保证了平台的平稳性，减少了钻孔过程中发生桩位偏移的现象；
23、通过液压千斤顶配合定位圈、插销、浮箱锚固桩上的定位孔，实现对浮箱锚固桩的反向加载技术，能够使浮箱和船舶一体化平台更加稳定，保障了在深水区、高流速水域施工平台的稳定性；
24、采用双层导向架护桩施工技术，确保了钢护筒垂直度满足要求，减少了钢护筒在施工过程中发生偏移的情况，实现了钢管桩的精准定位；
25、利用旋挖钻动力将钢管桩压入并利用旋挖钻动力将钢护筒提升，可以减少施工过程中机械设备的投入，提高施工效率，降低了成本。
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1.一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征在于：包括浮箱(1)、船舶(3)和锚固装置，所述浮箱(1)和船舶(3)位于水面上，所述浮箱(1)水平投影为一个突出于船舶(3)的长方形，所述浮箱(1)上布置有旋挖钻(2)，所述旋挖钻(2)位于靠近船舶(3)尾部一侧浮箱(1)上表面中间处，所述浮箱(1)与船舶(3)之间为固定或可拆卸连接；所述锚固装置分别安装在浮箱(1)和船舶(3)上，所述锚固装置能够将浮箱(1)和船舶(3)固定在水面施工作业部位，所述浮箱(1)上安装有导向装置，所述导向装置与浮箱(1)之间为固定或可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征在于，所述锚固装置包括浮箱锚固桩(11)、液压千斤顶(12)、卷扬机(6)和锚索(7)，所述浮箱(1)在宽度方向的两侧有开口，开口处设置有定位圈(14)；所述浮箱锚固桩(11)上沿纵向间隔开设有定位孔(15)，定位孔(15)上插接有插销(16)；每个所述定位圈(14)下表面分别均衡安装有两个液压千斤顶(12)，所述液压千斤顶(12)的输出端与定位圈(14)固定连接，另一端竖直安装在浮箱(1)上
3.根据权利要求2所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征在于，所述导向装置为双层导向架(5)，所述双层导向架(5)与浮箱(1)之间为固定连接，所述双层导向架(5)焊接在旋挖钻(2)处浮箱(1)侧面；所述双层导向架(5)包括上层导向架(53)、下层导向架(54)、导向块(51)，所述双层导向架(5)内部还点焊安装有钢护筒(52)，所述钢护筒(52)通过牛腿点焊安装；所述导向块(51)在上层导向架(53)和下层导向架(54)上方均衡焊接多个。
4.根据权利要求3所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征在于，所述浮箱(1)与船舶(3)之间通过多条槽钢(4)连接组成一体化平台，每条槽钢(4)两端分别与浮箱(1)、船舶(3)焊接。
5.根据权利要求4所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征在于，所述浮箱(1)包含十二个隔仓，沿船舶(3)长度方向设置四排，宽度方向设置三排；所述浮箱(1)的隔仓沿船舶(3)长度方向排列焊接；所述浮箱(1)靠近船舶(3)头部一侧顶部设置有注排水口(13)。
6.根据权利要求5所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征在于，所述浮箱(1)中心位置布置有钻渣收集箱(31)。
7.一种水上浮箱平台旋挖钻引孔施工方法，其特征在于：使用权利要求6所述的水上浮箱平台旋挖钻引孔设备进行引孔施工作业，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的水上浮箱平台旋挖钻引孔施工方法，其特征在于，所述步骤一中将浮箱(1)和船舶(3)焊接中，相邻两槽钢(4)之间焊接间距100cm，槽钢(4)与船舶(3)及浮箱(1)的焊缝长度各为30cm，所述槽钢(4)与船舶(3)及浮箱(1)接触面应全部满焊。
9.根据权利要求7所述的水上浮箱平台旋挖钻引孔施工方法，其特征在于，所述步骤四中进行钻孔作业时先用低档慢速钻进，钻进深度达到一米后再调为正常速度；所述旋挖钻(2)采用筒式钻头，长度为1.8m。
10.根据权利要求7所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔施工方法，其特征在于，所述步骤二中浮箱锚固桩(11)插入到水底(9)后将插销(16)插入定位圈(14)下方的定位孔(15)中，液压千斤顶(12)向下加载，拉动定位圈(14)带动插销(16)和浮箱锚固桩(11)向下运动，到达液压千斤顶(12)长度极限后，液压千斤顶(12)输出端再伸长，将插销(16)拔出重新插入定位圈(14)下方的定位孔(15)中，重复此操作对浮箱锚固桩(11)进行分级加载；
...【技术特征摘要】
1.一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征在于：包括浮箱(1)、船舶(3)和锚固装置，所述浮箱(1)和船舶(3)位于水面上，所述浮箱(1)水平投影为一个突出于船舶(3)的长方形，所述浮箱(1)上布置有旋挖钻(2)，所述旋挖钻(2)位于靠近船舶(3)尾部一侧浮箱(1)上表面中间处，所述浮箱(1)与船舶(3)之间为固定或可拆卸连接；所述锚固装置分别安装在浮箱(1)和船舶(3)上，所述锚固装置能够将浮箱(1)和船舶(3)固定在水面施工作业部位，所述浮箱(1)上安装有导向装置，所述导向装置与浮箱(1)之间为固定或可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征在于，所述锚固装置包括浮箱锚固桩(11)、液压千斤顶(12)、卷扬机(6)和锚索(7)，所述浮箱(1)在宽度方向的两侧有开口，开口处设置有定位圈(14)；所述浮箱锚固桩(11)上沿纵向间隔开设有定位孔(15)，定位孔(15)上插接有插销(16)；每个所述定位圈(14)下表面分别均衡安装有两个液压千斤顶(12)，所述液压千斤顶(12)的输出端与定位圈(14)固定连接，另一端竖直安装在浮箱(1)上，所述浮箱锚固桩(11)穿过定位圈(14)后从浮箱(1)底部开口穿出并锚固在水底(9)；
3.根据权利要求2所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征在于，所述导向装置为双层导向架(5)，所述双层导向架(5)与浮箱(1)之间为固定连接，所述双层导向架(5)焊接在旋挖钻(2)处浮箱(1)侧面；所述双层导向架(5)包括上层导向架(53)、下层导向架(54)、导向块(51)，所述双层导向架(5)内部还点焊安装有钢护筒(52)，所述钢护筒(52)通过牛腿点焊安装；所述导向块(51)在上层导向架(53)和下层导向架(54)上方均衡焊接多个。
4.根据权利要求3所述的一种水上浮箱平台旋挖钻引孔设备，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱少勇，韩小龙，王保存，凌黎，梁飞剑，陈铎，张喜荣，
申请(专利权)人：中建八局第二建设有限公司，
类型：发明
国别省市：
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